加州大學(xué)伯克利分校的研究人員最近設(shè)計(jì)了兩種昆蟲規(guī)模的微型機(jī)器人，一種可以跳躍，另一種可以拍打其人造翅膀。這些機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，提出了2 篇論文上的arXiv預(yù)公開，模擬真實(shí)的生物行為，昆蟲觀察。這兩個(gè)微型機(jī)器人是由果蠅機(jī)器人和跳躍µbot所開發(fā)的。在其教授克萊爾·湯姆林(Claire Tomlin)的指導(dǎo)下，學(xué)生巴拉克·布珊(Parak Bhushan)作為論文的一部分。

將來，微型機(jī)器人可能會(huì)具有許多重要的應(yīng)用，可以幫助人類完成諸如遙感，自然災(zāi)害后尋找幸存者以及太空探索等任務(wù)。實(shí)際上，微型機(jī)器人具有幾個(gè)有利的特征，包括它們的體積小，類似昆蟲的可操縱性以及在挑戰(zhàn)性地形中的導(dǎo)航更容易。

“穩(wěn)健性，以強(qiáng)悍的地形通常與環(huán)境增加了更小的機(jī)器人交互，”普山和湯姆林說TechXplore。“飛行物和跳線(例如蒼蠅，蚱grass等)通過飛越/跳躍越過障礙物并到達(dá)下一個(gè)目的地來最小化這種相互作用，而螞蟻則必須越過每個(gè)小顛簸。飛行物與地球和其他物體更相關(guān)大氣層的行星，而跳線對(duì)于沒有大氣層且重力較低的地方更為重要。”

研究人員開發(fā)的第一個(gè)機(jī)器人，他們稱為果蠅機(jī)器人，是有史以來開發(fā)的第一個(gè)有效模仿昆蟲翅膀運(yùn)動(dòng)學(xué)的亞毫米翼飛機(jī)。迄今為止，大多數(shù)小型撲翼微型機(jī)器人的質(zhì)量均為100毫克。但是，在自然界中，微小的飛行昆蟲(例如果蠅)的質(zhì)量等級(jí)為1毫克，有些甚至更小。

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研究人員解釋說：“開發(fā)這種特殊的微型機(jī)器人的動(dòng)機(jī)是彌合已制造的產(chǎn)品與可能的產(chǎn)品之間的尺寸差距。” “我們的主要目標(biāo)是使用機(jī)載電動(dòng)機(jī)和機(jī)構(gòu)，但使用外部電源，以這種尺寸展示襟翼的運(yùn)動(dòng)。”

小型飛行昆蟲通常通過執(zhí)行較大的機(jī)翼沖程產(chǎn)生升力。Bhushan和Tomlin在開發(fā)此機(jī)器人時(shí)面臨的主要挑戰(zhàn)之一是制造小型致動(dòng)器，而不是能夠產(chǎn)生足夠大的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動(dòng)人造機(jī)翼的致動(dòng)器。

Bhushan和Tomlin解釋說：“以前的作品使用的是小旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，然后使用放大機(jī)構(gòu)將該運(yùn)動(dòng)放大為大旋轉(zhuǎn)。” “即使對(duì)于100毫克規(guī)模的機(jī)器人，這些放大機(jī)構(gòu)的特征尺寸也可降至70um。簡(jiǎn)單地將設(shè)計(jì)縮小100倍，將導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)動(dòng)更小，進(jìn)而需要放大機(jī)構(gòu)中更小的特征尺寸，不可行。”